金属管浮子流量计是传统的变截面流量计。 它具有许多优点，例如结构简单，操作可靠，压力损失小且稳定，流体介质速度低。 目前，金属管浮子流量计的设计是根据经典的浮子流量公式计算的，其中流量系数α受浮子形状和雷诺数等多种因素的影响，需要进行实验校准才能确定。 。 这种设计方法需要大量的实验，价格昂贵，周期长并且数据有限。 为了深入研究金属管浮子流量计的工作机理，作者采用数值计算流体力学方法对金属管浮子流量计进行了数值模拟。 通过建立仿真模型，建立了数值实验平台，对金属管浮子流量计的机理进行了研究，并对传感器的结构进行了优化。 同时，它为金属管浮子流量计提供了一种低成本，短周期的设计方法。
阐述了金属管浮子流量计的工作原理。 在垂直锥形管中，放置了一个阻力构件，一个浮子。 当流体从底部到顶部通过锥管时，由于浮子的前向容积会产生压力差，从而在浮子上产生向上的力。 同时，由于流体的粘性，它会在浮子上产生粘性力。 当两个力的合力大于浮子本身的重力时，浮子将向上上升。 同时，浮子和锥形管之间的环形流动面积将增加，流速将减小。 当达到平衡时，浮子将保持在一定的高度。 传统的金属管浮子流量计设计是使用经典的浮子流量公式计算的，即
其中：qv是浮子流量计的体积流量； α是流量系数； D0是浮子很大的上游表面的直径； h是浮子在锥管中的垂直位置； φ是锥管的夹角； Vf是浮动体积； ρf是浮法材料的密度； ρ是流体的密度； AF是垂直于流向的浮子的非常大的横截面积。
1.2计算流体动力学及其控制方程
计算流体动力学（CFD）是一项使用计算机求解描述流体流动规则的控制方程的技术。 它涉及流体力学，计算方法和计算机图形处理。 为了简单起见，作者以不可压缩的湍流为例，编写了作者使用的k-ε模型的一般形式的流体控制方程。 在直角坐标系中，流量可以由连续性方程和雷诺时间平均N-S方程确定。
